Laboratorio 13: Lecturas analógicas

LABORATORIO 13

PROGRAMACIÓN DE LECTURAS ANALÓGICAS

1. OBJETIVOS

• Lecturas analógicas de una canal del PIC.
• Configuración de un sensor de temperatura.
• Lectura analógica en una pantalla LCD.

2. MARCO TEÓRICO

El PIC 16F877A, entre sus varios periféricos, posee un conversor análogo a digital con una resolución de 10 bits que puede leer los voltajes presentes en los pines marcados como AN0 hasta AN7.

La lectura de estos se hace de forma multiplexada, una a la vez. Como buen sistema digital, las lecturas son tratadas como muestras tomadas a intervalos regulares de tiempo, las que son retenidas por un capacitor interno. La cantidad de muestras por segundo o velocidad de lectura son un submultiplo de la velocidad de oscilación del PIC por lo cual se debe cuidar que esta no resulte ser mayor que el tiempo que el capacitor interno demora en cargarse.

Una mala elección de velocidad de lectura, puede resultar en mediciones erróneas, por debajo de las magnitudes que se pretenden medir. Según Microchip, el tiempo de adquisición de los datos debe ser mayor a 19.72us.

Registros Involucrados en la conversión A/D

La conversión analogo-digital, se configura y controla con los registros ADCON0 y ADCON1, donde es posible configurar aspectos como el canal (pin del PIC) en que se hará la lectura, velocidad de muestreo, estado de la conversión, pines análogos o digitales, entre otros. Por otro lado la conversión resultante se alberga en los registros ADRESH y ADRESL La gráfica lo explica de mejor manera.

3. TERMOSTATO DIGITAL

Se trata de un circuito que deberá controlar el encendido y apagado de un relé (el cual se supone que conecta/desconecta un elemento calefactor) dependiendo de la temperatura leída en el sensor y de la temperatura seteada por los pulsadores respectivos. La pantalla LCD y los leds muestran el estado del termostato.

Este proyecto deberá contar con las siguientes partes:

Textos a mostrar en la pantalla LCD:

Condiciones de funcionamiento:

• La pantalla inicial deberá mostrarse al principio durante 2 segundos, luego deberá mostrarse la pantalla normal.
• Para aumentar o disminuir la temperatura SET, deberá presionarse los pulsadores respectivos, pero aún no debe controlar la salida de relé, sino hasta presionar “aceptar”. El botón “cancelar” ejerce la función de RESET y detiene todo el proceso.
• El sensor de Temperatura será emulado mediante un potenciómetro (RA3) y su rango será de 0 a 100 grados centígrados.
• El rango de temperatura OK será de 10 grados. Ejemplo: si SET=80, el led verde debe encender si Temp varía entre 75 y 85 grados. (Opcional).

4. VIDEO

5. OBSERVACIONES

• Es necesario limpiar el display LCD constantemente utilizando el comando "\f", para evitar caracteres superpuestos al alternar entre textos de diferentes funciones.
• Se debe activar el switch que corresponde a la columna C, para energizar los LEDs y estos funcionen.
• Debido a que la variable "set" es un entero de 8 bits cuenta con 255 posibles valores, para que no existan inconvenientes al aumentar y este valor exceda los 100 propuestos en el proyecto, es necesario poner condiciones para mantener 100 como valor máximo; del mismo modo con el valor mínimo de 0.

6. CONCLUSIONES

• El control ON/OFF está basado en encender o apagar un actuador para que este manipule la variable de proceso y alcance un valor predefinido (Set point).
• Se implementó el control de temperatura mediante el uso de condicionales "IF", en los cuales el principal parámetro es la comparación de la variable de temperatura con el valor de setpoint.
• Se simulo el funcionamiento de un relé al utilizar un diodo LED, este se activa cuando PV < SP, y se desactiva cuando PV >= SP.
• El diodo LED que representa al actuador solamente funciona luego de recibir la señal del pulsador E0 que confirma el valor de set point configurado.
• Se debe configurar el parámetro de lectura del tercer canal analógico, para que la línea de código que incluye la variable de temperatura pueda leer correctamente los valores del potenciómetro.